CN112323008A - 一种用于炉辊表面的涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于炉辊表面的涂层；包括以下质量百分比的组成成分CoCrAlTaY70%‑80%,CrC5%‑15%，Y2O310%‑20%；其中所述的CoCrAlTaY中，Co含量为55%‑68%，Cr含量为15%‑25%，Al含量为4%‑7%，Ta含量为6%‑10%，Y含量为0.5%‑0.8%；一种炉辊表面涂层的制备方法，步骤一、配置涂层粉末；步骤二、喷涂前准备；步骤三、喷砂处理；步骤四、制备炉辊涂层；步骤五、涂层后处理。优点是抗热震性能好，同时具有很好的耐磨性和耐热蚀性，对于高锰钢生产线有很好的抗结瘤性能，该粉末采用爆炸喷涂后，涂层结合力非常高。
Description
技术领域
本发明涉及炉辊的领域，尤其涉及一种用于炉辊表面的涂层。
背景技术
在钢铁行业中，连退线的炉辊表面容易因高温氧化和高温燃气中的硫化物等侵蚀造成剥落或坑蚀、表面结瘤、热处理钢材对辊面的磨损等现象；现有技术通常采用在炉辊表面喷涂涂层对炉辊表面进行强化；现有技术中一种涂层的组成物质为CoCrAlTaY和Al2O3,使用该涂层的炉辊用于生产高Mn钢时，产生的结瘤特别多，严重影响钢板的表面质量；还有一种涂层的组成物质为CoCrAlY、CrB、Y2O3，使用该涂层的炉辊缺点在于耐磨性较差；因此需要研究一种新型的用于炉辊表面的涂层。
发明内容
本发明目的是提供一种用于炉辊表面的涂层，耐磨、耐高温、抗高温气蚀、抗Mn结瘤性能好；解决了以上技术问题。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种炉辊表面涂层，特点是包括以下质量百分比的组成成分，CoCrAlTaY70%-80%,CrC5%-15%，Y2O310%-20%；其中所述的CoCrAlTaY中，Co含量为55%-68%，Cr含量为15%-25%，Al含量为4%-7%，Ta含量为6%-10%，Y含量为0.5%-0.8%；CoCrAlTaY的粉末粒径在10-38um；所述的CrC的粉末粒径设置为5-30um；Y2O3的粉末粒径设置为15-45um。
一种炉辊表面涂层的制备方法，包括以下操作步骤；步骤一、配置涂层粉末，取上述质量分数的成分，进行充分混合，获得涂层粉末，封装；步骤二、喷涂前准备；使用酒精或者正庚烷对高温不锈钢炉辊表面清洗干净，检查炉辊表面有无针孔等缺陷，然后测量辊型，直径并记录；
步骤三、喷砂处理；采用自动喷砂机进行喷砂处理，喷砂材料为60#白刚玉，喷枪角度90±5º，空气压力4.5kg/cm2，喷枪到炉辊表面距离450-550mm，炉辊表面喷砂后表面粗糙度要求Ra3-5μm；
步骤四、制备炉辊涂层；将混合好的涂层粉末于60℃-100℃预热4小时以上，采用爆炸喷涂设备制备炉辊涂层，喷涂工艺参数为送粉率20-30g/min、氧气40-50 SCFH；乙炔40-50SCFH；枪距100-200mm；工件面速度：>30m/min；移动速度5-15mm/rev；涂层厚度为0.10-0.15mm；
步骤五、涂层后处理；根据客户需要的最终粗糙度要求，进行涂层后处理工序。
本发明的有益效果；一种用于炉辊表面的涂层，抗热震性能好，同时具有很好的耐磨性和耐热蚀性，对于高锰钢生产线有很好的抗结瘤性能，该粉末采用爆炸喷涂后，涂层结合力非常高。使得涂有该涂层的炉辊的使用寿命延长一倍以上，减少停炉概率，降低了高温炉辊更换及维护的成本。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明；
一种炉辊表面涂层，特点是包括以下质量百分比的组成成分，CoCrAlTaY70%-80%,CrC5%-15%，Y2O310%-20%；其中所述的CoCrAlTaY中，Co含量为55%-68%，Cr含量为15%-25%，Al含量为4%-7%，Ta含量为6%-10%，Y含量为0.5%-0.8%；CoCrAlTaY的粉末粒径在10-38um；所述的CrC的粉末粒径设置为5-30um；Y2O3的粉末粒径设置为15-45um。
一种炉辊表面涂层的制备方法，包括以下操作步骤；步骤一、配置涂层粉末，取上述质量分数的成分，进行充分混合，获得涂层粉末，封装；步骤二、喷涂前准备；使用酒精或者正庚烷对高温不锈钢炉辊表面清洗干净，检查炉辊表面有无针孔等缺陷，然后测量辊型，直径并记录；
步骤三、喷砂处理；采用自动喷砂机进行喷砂处理，喷砂材料为60#白刚玉，喷枪角度90±5º，空气压力4.5kg/cm2，喷枪到炉辊表面距离450-550mm，炉辊表面喷砂后表面粗糙度要求Ra3-5μm；
步骤四、制备炉辊涂层；将混合好的涂层粉末于60℃-100℃预热4小时以上，采用爆炸喷涂设备制备炉辊涂层，喷涂工艺参数为送粉率20-30g/min、氧气40-50 SCFH；乙炔40-50SCFH；枪距100-200mm；工件面速度：>30m/min；移动速度5-15mm/rev；涂层厚度为0.10-0.15mm；
步骤五、涂层后处理；根据客户需要的最终粗糙度要求，进行涂层后处理工序。
经试验得出：CoCrAlTaY这种粉末成分具有很好的耐高温性能，同时可以提高涂层和炉辊基材的结合力，降低了基材和纯陶瓷涂层之间的热膨胀系数的差异；加上CrB和Y2O3这两种粉末后，涂层的高温耐蚀性能明显提高，这是因为Y2O3在喷涂过程中会有催化剂效果，加速涂层表面形成一种Cr2O3氧化膜，这个氧化膜能有效的改善涂层的耐高温腐蚀的性能。
研究发现在炉内高锰钢中的MnO和Al2O3元素会发生反应，具体如下：
Al2O3(涂层)+MnO (钢板表面) → MnAl2O4；
使用Y2O3粉末代替传统的高温段炉辊涂层中的Al2O3粉末，能够有效较少减少结瘤的产生。
而CoCrAlTaY的含量太低，会导致涂层的抗高温气蚀性能下降；CoCrAlTaY的含量太高，会导致涂层的耐磨性下降；CrC的含量过高会导致涂层的脆性较大；Y2O3含量过多会导致涂层的硬度降低；同时过多的Y2O3加入会使得涂层内部发生氧化反应形成较厚而且不均匀的氧化层，使得抗高温气蚀性能下降。
本发明的具体实施：实施例1：配置50kg涂层粉末；取Co22kg, Cr6kg, Al1.6kg,Ta2.4kg，Y0.2kg ；混合均匀，配置成CoCrAlTaY粉末；然后在CoCrAlTaY粉末中添加2.5kgCrC，添加5kg Y2O3，进行充分混合，获得涂层粉末，封装；涂层喷涂前，使用酒精或者正庚烷对高温不锈钢炉辊表面清洗干净，检查炉辊表面有无针孔等缺陷，然后测量辊型，直径并记录；采用自动喷砂机进行喷砂处理，喷砂材料为60#白刚玉，喷枪角度90±5º，空气压力4.5kg/cm2，喷枪到炉辊表面距离450-550mm，炉辊表面喷砂后表面粗糙度要求Ra3-5μm；将混合好的涂层粉末于60℃-100℃预热4小时以上，采用爆炸喷涂设备制备炉辊涂层，喷涂工艺参数为送粉率20-30g/min、氧气40-50 SCFH；乙炔40-50 SCFH；枪距100-200mm；工件面速度：>30m/min；移动速度5-15mm/rev；涂层厚度为0.10-0.15mm；根据客户需要的最终粗糙度要求，进行涂层后处理工序。
结论：本发明的涂层抗热震性能好，同时具有很好的耐磨性和耐热蚀性，对于高锰钢生产线有很好的抗结瘤性能，该粉末采用爆炸喷涂后，涂层结合力非常高。使得涂有该涂层的炉辊的使用寿命延长一倍以上，减少停炉概率，降低了高温炉辊更换及维护的成本。
实施例2：配置50kg涂层粉末；取Co27.2kg, Cr10kg, Al2.8kg, Ta4kg，Y0.32kg ；混合均匀，配置成CoCrAlTaY粉末；然后在CoCrAlTaY粉末中添加7.5kg CrC，添加10kg Y2O3，进行充分混合，获得涂层粉末，封装；涂层喷涂前，使用酒精或者正庚烷对高温不锈钢炉辊表面清洗干净，检查炉辊表面有无针孔等缺陷，然后测量辊型，直径并记录；采用自动喷砂机进行喷砂处理，喷砂材料为60#白刚玉，喷枪角度90±5º，空气压力4.5kg/cm2，喷枪到炉辊表面距离450-550mm，炉辊表面喷砂后表面粗糙度要求Ra3-5μm；将混合好的涂层粉末于60℃-100℃预热4小时以上，采用爆炸喷涂设备制备炉辊涂层，喷涂工艺参数为送粉率20-30g/min、氧气40-50 SCFH；乙炔40-50 SCFH；枪距100-200mm；工件面速度：>30m/min；移动速度5-15mm/rev；涂层厚度为0.10-0.15mm；根据客户需要的最终粗糙度要求，进行涂层后处理工序。
结论：本发明的涂层抗热震性能好，同时具有很好的耐磨性和耐热蚀性，对于高锰钢生产线有很好的抗结瘤性能，该粉末采用爆炸喷涂后，涂层结合力非常高。使得涂有该涂层的炉辊的使用寿命延长一倍以上，减少停炉概率，降低了高温炉辊更换及维护的成本。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (2)
1.一种炉辊表面涂层，其特征在于：包括以下质量百分比的组成成分，CoCrAlTaY70%-80%,CrC5%-15%，Y2O310%-20%；其中所述的CoCrAlTaY中，Co含量为55%-68%，Cr含量为15%-25%，Al含量为4%-7%，Ta含量为6%-10%，Y含量为0.5%-0.8%；CoCrAlTaY的粉末粒径在10-38um；所述的CrC的粉末粒径设置为5-30um；Y2O3的粉末粒径设置为15-45um。
2.根据权利要求1所述的一种炉辊表面涂层的制备方法，其特征在于：包括以下操作步骤；步骤一、配置涂层粉末，取上述质量分数的成分，进行充分混合，获得涂层粉末，封装；步骤二、喷涂前准备；使用酒精或者正庚烷对高温不锈钢炉辊表面清洗干净，检查炉辊表面有无针孔等缺陷，然后测量辊型，直径并记录；
步骤三、喷砂处理；采用自动喷砂机进行喷砂处理，喷砂材料为60#白刚玉，喷枪角度90±5º，空气压力4.5kg/cm2，喷枪到炉辊表面距离450-550mm，炉辊表面喷砂后表面粗糙度要求Ra3-5μm；
步骤四、制备炉辊涂层；将混合好的涂层粉末于60℃-100℃预热4小时以上，采用爆炸喷涂设备制备炉辊涂层，喷涂工艺参数为送粉率20-30g/min、氧气40-50 SCFH；乙炔40-50SCFH；枪距100-200mm；工件面速度：>30m/min；移动速度5-15mm/rev；涂层厚度为0.10-0.15mm；
步骤五、涂层后处理；根据客户需要的最终粗糙度要求，进行涂层后处理工序。
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